Conjugated microporous polymer
இணைந்த மைக்ரோபோரஸ் பாலிமர்கள் (சி. எம். பி) என்பது சியோலைட்டுகள், உலோக-கரிம கட்டமைப்புகள் மற்றும் சகப்பிணைப்பு கரிம கட்டமைப்புகள் போன்ற கட்டமைப்புகளுடன் தொடர்புடைய நுண்ணிய பொருட்களின் துணை வகை ஆகும், ஆனால் அவை படிகத்தை விட இயற்கையில் உருவமற்றவை. சி. எம். பி. க்கள் இணைக்கப்பட்ட பாலிமர்களின் துணை வகுப்பாகும், மேலும் கடத்துத்திறன், இயந்திர விறைப்பு மற்றும் கரையாத தன்மை போன்ற பல பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. கட்டுமானத் தொகுதிகளை π-இணைக்கப்பட்ட முறையில் இணைப்பதன் மூலம் CMP கள் உருவாக்கப்படுகின்றன மற்றும் 3-D நெட்வொர்க்குகளைக் கொண்டுள்ளன. ஒருங்கிணைப்பு சி. எம். பி. களின் அமைப்பு மூலம் விரிவடைகிறது மற்றும் சி. எம். பி. களுக்கு கடத்தும் பண்புகளை வழங்குகிறது. CMP களின் கட்டுமானத் தொகுதிகள் கவர்ச்சிகரமானவை, ஏனெனில் தொகுதிகள் π அலகுகளில் பரந்த பன்முகத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அவை பயன்படுத்தப்படலாம் மற்றும் எலும்புக்கூட்டின் ட்யூனிங் மற்றும் உகப்பாக்கம் மற்றும் பின்னர் CMP களின் பண்புகளை அனுமதிக்கின்றன. பெரும்பாலான கட்டுமானத் தொகுதிகள் மைக்ரோபோரோசிட்டியை ஏற்படுத்தும் அல்கைன்கள் போன்ற கடினமான கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. சி. எம். பி. க்கள் எரிவாயு சேமிப்பு, பன்முக வினையூக்கம், ஒளி உமிழ்வு, ஒளி அறுவடை மற்றும் மின்சார ஆற்றல் சேமிப்பு ஆகியவற்றில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. சி. எம். பி. களின் வலையமைப்பை உருவாக்கும் வடிவமைப்பு மற்றும் தொகுப்பு கட்டுமானத் தொகுதிகள் ஒரு நறுமண அமைப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் மற்றும் குறைந்தது இரண்டு எதிர்வினை குழுக்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். சி. எம். பி. களின் நுண்ணிய கட்டமைப்பை உருவாக்க, 3-டி பாலிமர் முதுகெலும்பை உருவாக்க வெவ்வேறு வடிவவியல்களுடன் கட்டுமானத் தொகுதிகளின் குறுக்கு-இணைப்பு அவசியம், அதே நேரத்தில் ஒத்த வடிவவியலைக் கொண்ட கட்டுமானத் தொகுதிகளின் ஒரே மாதிரியான இணைப்பில் சுய-ஒடுக்க எதிர்வினைகள் நிகழ்கின்றன. கட்டுமானத் தொகுதிகளின் வடிவவியல்கள் அவற்றின் புள்ளிக் குழுவை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. சி 2, சி 3, சி 4, சி 6 ஆகியவை சி. எம். பி. களின் கட்டுமானத் தொகுதிகளுக்குக் காணப்படும் வடிவவியல்கள் ஆகும். சுசுகி இணைப்பு 1979 முதல், சுசுகி இணைப்பு ஆரில்-ஆரில் பிணைப்பு உருவாக்கத்திற்கு ஒரு திறமையான முறையாகும். சி. எம். பி. க்கான பைஃபீனைல் ரீபீட் யூனிட்டை உருவாக்குவதற்கான சுசுகி இணைப்பின் எதிர்வினை நிபந்தனைகளில் ஒரு ஆர்கானோ-போரான் வினையூக்கியின் பல்லேடியம் வினையூக்கம் செய்யப்பட்ட குறுக்கு-இணைப்பு ஒரு கரிம ஆலைடு அல்லது சல்போனேட் உடன் சில காரத்தின் முன்னிலையில் அடங்கும். சி. எம். பி. க்களை ஒருங்கிணைக்க இந்த முறையைப் பயன்படுத்துவதன் ஒரு நன்மை என்னவென்றால், எதிர்வினை நிலைமைகள் லேசானவை, ஆர்கானோ-போரான் வினையூக்கிகள் வணிக ரீதியாக கிடைக்கின்றன, மேலும் எதிர்வினை அதிக செயல்பாட்டு குழு சகிப்புத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. இந்த முறை சி. எம். பி. களின் பெரிய அளவிலான தொகுப்புக்கு சிறந்த முறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சுசுகி இணைப்புக்கு ஒரு குறைபாடு என்னவென்றால், எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் உணர்திறன் கொண்டது, இது பெரும்பாலும் பக்க தயாரிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, அதே போல் எதிர்வினை சிதைக்கப்பட வேண்டும். சோனோகஷிரா இணைப்பு சோனோகஷிரா அரைல் ஆலைடுகள் மற்றும் அல்கைனல் குழுக்களின் குறுக்கு இணைப்பு ஒரு பேலேடியம்-செம்பு இணை வினையூக்கியுடன் ஒரு அடித்தளத்தின் முன்னிலையில் நிகழ்கிறது. அடையப்பட்ட மேம்பட்ட வினைத்திறன் காரணமாக பல்லேடியம்-தாமிரத்தின் இணை வினையூக்கி இணைப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சோனோகஷிரா இணைப்பு எதிர்வினைகள் சாதகமானவை, ஏனெனில் எதிர்வினை தொழில்நுட்ப எளிமை மற்றும் செயல்பாட்டு குழு பொருந்தக்கூடிய தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. 3-டி நெட்வொர்க்கை அடைய பிளானர் மோனோமர்களில் அல்கைன்களின் சுழற்சி எளிதானது என்பதால் இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி சி. எம். பி. க்கள் எளிதில் உருவாகின்றன. சி. எம். பி. களின் துளை விட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த இந்த பிளானர் மோனோமர்களின் வலிமையை சரிசெய்ய முடியும். சோனோகஷிரா இணைப்பு எதிர்வினையில் உள்ள கரைப்பான்கள் சி. எம். பி. க்களை உருவாக்குவதில் பங்கு வகிக்கலாம். சி. எம். பி. களின் தொகுப்பை எளிதாக்கும் கரைப்பான்கள் டைமெத்தில்ஃபார்மமைடு, 1,4-டையாக்சேன் மற்றும் டெட்ராஹைட்ரோஃபுரான் ஆகும். இந்த கரைப்பான்கள் ஒரு துணை தயாரிப்பாக உற்பத்தி செய்யப்படும் ஹைட்ரஜன் ஆலைடு உருவாவதை நடுநிலையாக்க உதவுகின்றன. முனைய அல்கைன்களை ஒரு மோனோமராகப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள ஒரு குறைபாடு என்னவென்றால், முனைய அல்கைன்கள் ஆக்ஸிஜனின் முன்னிலையில் உடனடியாக ஒரே மாதிரியாக இணைக்கப்படுகின்றன, எனவே எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீர் இல்லாமல் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். யமமோட்டோ இணைப்பில், ஆரில் ஆலோஜெனைடு சேர்மங்களின் கார்பன்-கார்பன் பிணைப்புகள் ஒரு இடைநிலை உலோக வினையூக்கியிலிருந்து மத்தியஸ்தம் செய்வதன் மூலம் உருவாகின்றன, பொதுவாக பிஸ் (சைக்ளோஆக்டடைன்) நிக்கல் (0), பெரும்பாலும் Ni (கோட்) 2 என எழுதப்படுகிறது. யமமோட்டோ இணைப்புக்கு ஒரு நன்மை என்னவென்றால், ஒற்றை ஆலசன் செயல்பாட்டு மோனோமர் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, இது மோனோமர் இனங்களில் பன்முகத்தன்மைக்கும், அதே போல் ஒரு எளிய எதிர்வினை செயல்முறைக்கும் வழிவகுக்கிறது. சி. எம். பி. களில் பெரும்பாலான ஆராய்ச்சிகள் துளை அளவு மற்றும் மேற்பரப்பு பகுதியைக் கட்டுப்படுத்துவதில் கவனம் செலுத்துகின்றன, யமமோட்டோ இணைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் மோனோமர்களில் நெகிழ்வுத்தன்மை இல்லாதது சி. எம். பி. களில் இலவச அளவுகள் மற்றும் போரோசிட்டிக்கு வழிவகுக்கிறது. சமீபத்தில் தான் யமமோட்டோ இணைப்பு வழியாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட துளை அளவு மற்றும் மேற்பரப்பு பகுதி சி. எம். பி. க்கள் பதிவாகியுள்ளன. இஃப்ஸான் மற்றும் பலர் சமீபத்தில் யமமோட்டோ இணைப்பு எதிர்வினையைப் பயன்படுத்தி எதிர்-முன்மாதிரியாக மாற்றப்பட்ட [6] CMP ஐப் புகாரளித்தனர். சி. எம். பி. க்களை ஒருங்கிணைக்க தற்போது பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான அணுகுமுறைகள் உலோக வினையூக்கிகள் இருப்பதால் நீரற்ற மற்றும் ஆக்ஸிஜன் இல்லாத சூழல்களில் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். உலோக வினையூக்கிகளின் பயன்பாடு காரணமாக, பாலிமர்கள் தவிர்க்க முடியாமல் சுவடு உலோகங்களைக் கொண்டுள்ளன. ஷிஃப் அடிப்படை எதிர்வினை போன்ற எதிர்வினைகள் உலோகம் இல்லாதவை என்பதால் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. ஷிஃப் அடித்தளத்தில், அமைன் அடிப்படையிலான மோனோமர்கள் மற்றும் மோனோமர்களைக் கொண்ட ஆல்டிஹைட் ஆகியவை சி. எம். பி. களுக்கான மறு அலகை உருவாக்க ஒரு எதிர்வினைக்கு உட்படுகின்றன. பல ஆல்டிஹைட் செயல்பாட்டுக் குழுக்களைக் கொண்ட தொழில்துறை அளவிலான மலிவான மோனோமர்கள் காரணமாக ஷிஃப் பேஸ் ஒரு விருப்பமான உலோகம் இல்லாத முறையாகும். ஷிஃப் தளத்தின் மற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், சி. எம். பி. க்களை உருவாக்குவதில் நைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது பல பயன்பாடுகளுக்கு நன்மை பயக்கும். சயனோ சைக்ளோட்ரிமெரைசேஷன் சயனோ சைக்ளோட்ரிமெரைசேஷன் எதிர்வினைகள் அயனி வெப்ப நிலைமைகளின் கீழ் நிகழ்கின்றன, அங்கு சி. எம். பி. க்கள் அதிக வெப்பநிலையில் உருகிய துத்தநாக குளோரைடில் பெறப்படுகின்றன. கட்டிட அலகுகள் C3N3 வளையங்களை உருவாக்க முடியும். இந்த வளையங்கள் பின்னர் ஒரு முக்கோண தளத்துடன் இரண்டாம் நிலை கட்டிட அலகாக இணைக்கப்படுகின்றன. சைக்ளோட்ரிமரைசேஷன் பெரும்பாலும் சி. எம். பி. க்களை உருவாக்க டெட்ராஹெட்ரல் மோனோமர்களை இணைக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சயனோ சைக்ளோட்ரிமரைசேஷன் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படும் சி. எம். பி. க்கள் குறுகிய மைக்ரோபோர் அளவு விநியோகம், எச் 2 உறிஞ்சுதலின் அதிக என்தால்பிகள் மற்றும் விரைவான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வாயு உறிஞ்சுதல் ஆகியவற்றை வெளிப்படுத்துகின்றன. சி. எம். பி. களின் பல இயற்பியல் பண்புகள் அவற்றின் நீட்டிக்கப்பட்ட இணைவு அல்லது மைக்ரோபோரோசிட்டி காரணமாக இருக்கலாம். மின் பண்புகள் கடத்தும் உலோகங்களைப் போலவே, இணைக்கப்பட்ட பாலிமர்களும் மின்னணு பட்டைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. இணைக்கப்பட்ட அமைப்பின் எலக்ட்ரான்கள் இணைப்புப் பட்டையை ஆக்கிரமித்து, இந்த பட்டையிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை அகற்றுவது அல்லது அதிக ஆற்றல் கடத்தும் பட்டையில் எலக்ட்ரான்களைச் சேர்ப்பது கடத்துத்திறனுக்கு வழிவகுக்கும். இணைக்கப்பட்ட பொருட்கள் பல சந்தர்ப்பங்களில் அவற்றின் இடப்பெயர்ச்சி π-அமைப்பு காரணமாக புலப்படும் ஒளியை உறிஞ்சும். இந்த பண்புகள் கரிம மின்னணுவியல் மற்றும் கரிம ஃபோட்டோனிக்ஸ் பயன்பாடுகளுக்கு வழிவகுத்தன. இயற்பியல் பண்புகள் சி. எம். பி. க்கள் மேற்பரப்பு பரப்பளவு மற்றும் துளை அளவைப் பொறுத்தவரை உயர் மட்ட ட்யூனபிலிட்டியை வெளிப்படுத்துகின்றன. மேற்பரப்பு பரப்பளவை அதிகரிக்க நீண்ட கடினமான மோயிட்டிகளுடன் மோனோமர்களை வடிவமைக்க முடியும். CMP-1,4 முதல் CMP-5 வரையிலான தொடர் மேற்பரப்பு பரப்பளவில் 500 m2/g முதல் 1000 m2/g வரை வியத்தகு அதிகரிப்பைக் காட்டுகிறது. மேற்பரப்பு பரப்பளவு அதிகரிப்பு வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு பல்வேறு கரிம மற்றும் கனிம சேர்மங்களால் நிரப்பப்படும் திறனை கடுமையாக மேம்படுத்தும். அதிகரித்த மேற்பரப்பு பரப்பளவு வாயு உறிஞ்சும் திறன்களை மேம்படுத்தலாம். சி. எம். பி. களின் முக்கிய குறைபாடு அவற்றின் உள்ளார்ந்த கரையாத தன்மை ஆகும். இந்த கரையாத தன்மை மோனோமர்களின் நீண்ட கடினமான நோய்களால் ஏற்படுகிறது. கரையக்கூடிய பக்கச் சங்கிலிகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் கரையக்கூடிய தன்மையை அதிகரிக்க பல முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன, ஆனால் இது இன்னும் பரந்த பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு தடையாக உள்ளது. பயன்பாடுகள் சி. எம். பி. க்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து பல பயன்பாடுகளுக்கு ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. சி. எம். பி. களில் மேற்பரப்பு பகுதிகள் பல சந்தர்ப்பங்களில் 1000 மீ2/கிராம் ஐத் தாண்டலாம், இருப்பினும் தொடர்புடைய நுண்ணிய நறுமண கட்டமைப்புகள், நீட்டிக்கப்பட்ட இணைப்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை, 5500 மீ2/கிராம் க்கும் அதிகமான மேற்பரப்பு பகுதிகளைக் கொண்டிருக்கலாம். இந்த பொருட்களின் போரோசிட்டி அவற்றின் சர்பெண்ட்களாக மதிப்பீடு செய்ய வழிவகுத்தது. சமீபத்திய ஆய்வுகள் வினையூக்கத்தின் அடிப்படையில் அவற்றின் திறனில் கவனம் செலுத்தியுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக 'உலோக-கரிம சி. எம். பி. க்கள்' வடிவில், மேலும் ஒளி அறுவடை மற்றும் சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் அவற்றின் அதிக இணைக்கப்பட்ட தன்மையைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. சி. எம். பி பொருட்களுக்குக் கூறப்படும் மற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், அவற்றை பரந்த அளவிலான செயல்பாட்டுக் குழுக்களிலிருந்து பெறுவதற்கான திறன் ஆகும். சி. எம். பி. க்கள் பல பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, அவை அவற்றின் மின்னணு பண்புகள் மற்றும் நுண்ணிய தன்மை ஆகிய இரண்டையும் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. ஒளிமின்னழுத்தத்தில் உள்ள பயன்பாடுகளுக்கு டிஓஓ2 போன்ற கனிமப் பொருட்களால் துளைகள் நிரப்பப்படலாம். அவை மின்னணு சந்திப்புகளாக செயல்பட செயலாக்கப்படலாம். அவை மேற்பரப்பு மின் வேதியியல் பயன்பாடுகளுக்கு பயன்படுத்தக்கூடிய துளைகளுக்கு உள்ளேயும் வெளியேயும் பாய அனுமதிக்கின்றன. குறிப்புகள் நுண்ணிய ஊடகங்கள்